專利名稱：一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備配方及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備配方及其工藝，更詳細(xì)地說(shuō)，是發(fā)明一種具有水溶性、生物降解性、抗紫外線性、透氣量大，遇水不變形的抗紫外線強(qiáng)的聚乙烯醇復(fù)合膜及其制備工藝。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上使用水果的塑膜套袋一般都是用聚乙烯(PE)為主要材料，這種PE膜不可完全降解，會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染，國(guó)家已禁止使用，而PVA(聚乙烯醇)薄膜材料具有 100%的生物降解性，屬于綠色包裝材料，且在歐美等國(guó)均認(rèn)可其環(huán)保性，允許并大量推廣其應(yīng)用領(lǐng)域。我國(guó)為聚乙烯醇的生產(chǎn)大國(guó)，其在各個(gè)方面都具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因而利用PVA膜替代PE膜生產(chǎn)水果套袋，既可以解決環(huán)保和水果品質(zhì)差等問(wèn)題，又可以降低成本，是屬于國(guó)家相關(guān)部門(mén)所提倡的環(huán)保材料，因而能適應(yīng)市場(chǎng)的需要，甚至可用于出口國(guó)外。目前，聚乙烯醇薄膜主要是利用完全醇解型聚乙烯醇或部分醇解型聚乙烯醇，加入抗紫外線屏蔽劑(納米二氧化鈦等)、增塑劑(甘油等)、表面活性劑等，制成膠液，流延得到成品。這種聚乙烯醇薄膜遇水極易變形，且透氣量小，極大地限制了水溶性薄膜在市場(chǎng)上的應(yīng)用范圍，尤其是不能滿足在室外的使用或者要求透氣量高的使用。另外，用作水果套袋等方面，聚乙烯醇薄膜的紫外線吸收率是影響其使用價(jià)值的一個(gè)重要指標(biāo)，特開(kāi)召51-132259號(hào)公報(bào)報(bào)導(dǎo)了往聚乙烯醇膜添加水溶性的紫外線吸收劑的方法，然而這種添加了水溶性的紫外線吸收劑的聚乙烯醇膜紫外線吸收率高，缺點(diǎn)是當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間保存膜時(shí)，紫外線吸收劑析出，因而影響到須長(zhǎng)期保存的聚乙烯醇膜的紫外線吸收率；而特開(kāi)召98-123410號(hào)公報(bào)報(bào)導(dǎo)了往聚乙烯醇膜添加有機(jī)紫外線吸收劑的方法，然而， 這種方法的缺點(diǎn)是有機(jī)類抗紫外線劑經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的紫外輻射后會(huì)逐漸分解，從而失去抗紫外線的特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備配方及其工藝，采用本方法制成的聚乙烯醇復(fù)合膜遇水不易變形；遇水后使薄膜產(chǎn)生微孔，導(dǎo)致透氣量增大，抗紫外線性強(qiáng)；另外該薄膜具有環(huán)保特性，可生物降解為CO2和H2O,以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)—種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備配方，主要由以下質(zhì)量百分比的原料制成 完全醇解型聚烯醇(PVA17-99)9. 1 10. 5%，部分醇解型聚乙烯醇(PVA17-88) 3. 9 4.5%，十二烷基硫酸鈉(SDS)O. 22 0. 34%，乳化劑烷基酚聚氧乙烯醚(OP-IO)O. 11 0. 17%，乙二醇1. 1 1.7%，無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑0. 1 0.3%，硅烷偶聯(lián)劑(KH550)0. 005 0. 015%，水 85 87%。其中成膜劑為完全醇解型聚烯醇、部分醇解型聚乙烯醇兩種成份組合，利用該膜在水中易形成微孔，通過(guò)調(diào)節(jié)兩種成份的不同配比，來(lái)控制聚乙烯醇復(fù)合薄膜的透氣量，原理是利用部分醇解型聚乙烯醇良好的水溶性，使復(fù)合膜在水中極易形成微孔，從而增大其透氣量。但部分醇解型聚乙烯醇比例太大，易導(dǎo)致復(fù)合膜穿孔；反之，若所占比例太小，復(fù)合膜透氣性太低。兩者比例為部分醇解型聚乙烯醇完全醇解型聚乙烯醇的比例為0. 43 0. 67。在本發(fā)明中，十二烷基硫酸鈉(SDS)是作為表面活性劑使用的，同時(shí)也可以用十二烷基苯磺酸鈉、十二醇聚氧乙烯醇胺、聚氧乙烯烷基醚、吐溫、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、烷基醇酰胺或它們與十二烷基硫酸鈉的任意組合進(jìn)行替代。在本發(fā)明中，還需加入微量無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑，無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑為納米二氧化鈦、納米氧化鋅或它們的任意組合，目的是更好的屏蔽紫外線。由于納米TiO2和納米ZnO的顆粒尺寸遠(yuǎn)小于紫外線的波長(zhǎng)，納米粒子可將作用于其上的紫外線向各個(gè)方向散射，從而減少照射方向的紫外線強(qiáng)度。在本發(fā)明中，乳化劑烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)主要是作為乳化劑使用，用以形成薄膜或雙電層，可使分散相帶有電荷，這樣就能阻止分散相的小液滴互相凝結(jié)，使形成的乳濁液比較穩(wěn)定。在本發(fā)明中，乙二醇是作為增塑劑使用的，同時(shí)也可以用甘油、聚乙二醇或它們與乙二醇的任意組合進(jìn)行替代。在本發(fā)明中，所述的硅烷偶聯(lián)劑為氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，目的是改善納米粒子的嚴(yán)重團(tuán)聚問(wèn)題，使其在聚乙烯醇基體中分散均勻，更好的發(fā)揮納米粒子小尺寸效應(yīng)。在本發(fā)明中，其優(yōu)選配方由以下重量份數(shù)的下列原料制成優(yōu)選的重量配比為 完全醇解型聚烯醇(PVA17-99)9. 8%，部分醇解型聚乙烯醇(PVA17_88)4. 2%，十二烷基硫酸鈉(SDS)O. 28%，乳化劑烷基酚聚氧乙烯醚(OP-IO)O. 14%，乙二醇1. 4%，納米二氧化鈦 0. 14%，硅烷偶聯(lián)劑(KH550)0. 007%，水 86%。基于上述配方下的一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備工藝，具體包括以下步驟(1)將PVA17-99、PVA17-88與SDS先高速攪拌20-30分鐘，同時(shí)將其緩慢升溫至 80-85°C進(jìn)行保溫預(yù)處理2小時(shí)左右，以聚乙烯醇充分溶解為準(zhǔn)；(2)再將之前已經(jīng)進(jìn)行預(yù)處理12小時(shí)的無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑加入水中攪拌并進(jìn)行超聲分散；同時(shí)，稱取一定量的硅烷偶聯(lián)劑(KH550)倒入另一個(gè)容器中，加入一定量水和無(wú)水乙醇(體積分?jǐn)?shù)Φ (乙醇)Φ (水)=1 9)，在室溫下攪拌，超聲分散0.5小時(shí)；(3)將無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑分散漿轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后將分散好的ΚΗ550溶液緩慢滴加到三口燒瓶中，同時(shí)緩慢升溫至75°C -80°C，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系的PH為9-10左右，進(jìn)行反應(yīng)；(4)待反應(yīng)2-4小時(shí)后加入已充分溶解好的聚乙烯醇中，加速攪拌使其均勻混合 (溶解過(guò)程中輕微攪動(dòng)，完全溶解后無(wú)任何殘留)。每攪拌1小時(shí)后用超聲波處理20-30分鐘；(5)將制備好的復(fù)合溶膠抽真空脫泡經(jīng)流延獲得聚乙烯醇復(fù)合膜；(6)最關(guān)鍵的步驟是將制備好的復(fù)合膜放在烘箱150°C下，烘數(shù)分鐘，保證聚乙烯醇膜不變色后取出，隨后將其浸泡在水中數(shù)分鐘，再取出烘干即可得到滿足要求的成品膜。
在步驟(6)中，浸泡在水中的目的是利用部分醇解型聚乙烯醇良好的水溶性，會(huì)使薄膜產(chǎn)生微孔但不會(huì)變形。有益效果使用本發(fā)明生產(chǎn)出來(lái)的聚乙烯醇薄膜抗紫外線性強(qiáng)，能有效防止其包裝的內(nèi)部物品因紫外線照射而光致劣化，同時(shí)，能有效解決傳統(tǒng)方法制成的聚乙烯醇薄膜遇水極易變形以及透氣量小的問(wèn)題；且該聚乙烯醇薄膜具有環(huán)保特性，可生物降解為C02 和H2O,同時(shí)，也可作為其它防紫外線用途，如汽車的玻璃等。
具體實(shí)施例方式下面舉實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的具體實(shí)施例列表1如下
權(quán)利要求
1.一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備配方，其特征在于，主要由以下質(zhì)量百分比的原料制成成膜劑(由完全醇解型聚烯醇與部分醇解型聚乙烯醇混合組成)13 15%，表面活性劑(SDS)O. 22 0. 34%，乳化劑(烷基酚聚氧乙烯醚0P-10)，0. 11 0. 17%，乙二醇1. 1 1.7%，無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑0. 1 0.3%，硅烷偶聯(lián)劑(KH550)0. 005 0. 015%，水 85 87%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備配方，其特征在于，通過(guò)調(diào)節(jié)部分醇解型聚乙烯醇所占成膜劑的比例，來(lái)調(diào)控該復(fù)合膜的透氣量，利用部分醇解型聚乙烯醇良好的水溶性，使復(fù)合膜在水中極易形成微孔，從而增大其透氣量。但是若部分醇解型聚乙烯醇比例太大，易導(dǎo)致復(fù)合膜穿孔；反之，若所占比例太小，復(fù)合膜透氣性太低， 兩者比例為部分醇解型聚乙烯醇完全醇解型聚乙烯醇為0. 43 0. 67。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備配方，其特征在于，所述無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑為納米二氧化鈦、納米氧化鋅或它們的任意組合。
4.基于權(quán)利要求1所述的一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備配方下的一種抗紫外線聚乙烯醇水果袋膜制備工藝，其特征在于，具體包括以下步驟(1)將PVA17-99、PVA17-88與SDS先高速攪拌20-30分鐘，同時(shí)將其緩慢升溫至 80-85°C進(jìn)行保溫預(yù)處理2小時(shí)左右，以聚乙烯醇充分溶解為準(zhǔn)；(2)再將之前已經(jīng)進(jìn)行預(yù)處理12小時(shí)的無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑加入水中攪拌并進(jìn)行超聲分散；同時(shí)，稱取一定量的硅烷偶聯(lián)劑(KH550)倒入另一個(gè)容器中，加入一定量水和無(wú)水乙醇(體積分?jǐn)?shù)Φ (乙醇)Φ (水)=1 9)，在室溫下攪拌，超聲分散0. 5小時(shí)；(3)將無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑分散漿轉(zhuǎn)入三口燒瓶中，然后將分散好的ΚΗ550溶液緩慢滴加到三口燒瓶中，同時(shí)緩慢升溫至75°C -80°C，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)體系的PH為9-10左右，進(jìn)行反應(yīng)；(4)待反應(yīng)2-4小時(shí)后加入已充分溶解好的聚乙烯醇中，加速攪拌使其均勻混合，每攪拌1小時(shí)后用超聲波處理20-30分鐘；(5)將制備好的復(fù)合溶膠抽真空脫泡經(jīng)流延獲得聚乙烯醇復(fù)合膜；(6)最關(guān)鍵的步驟是將制備好的復(fù)合膜放在烘箱150°C下，烘數(shù)分鐘，保證聚乙烯醇膜不變色后取出，隨后將其浸泡在水中數(shù)分鐘，再取出烘干即可得到滿足要求的成品膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗紫外線的聚乙烯醇水果套袋膜的配方及其工藝，以部分醇解型聚乙烯醇、完全醇解型聚乙烯醇、無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑為主要原料，添加增塑劑、表面活性劑、乳化劑等混合制膠，再通過(guò)溶液流延法制膜。透氣量的大小是通過(guò)調(diào)節(jié)部分醇解型聚乙烯醇所占成膜劑的比例，來(lái)調(diào)控該復(fù)合膜的透氣量；抗紫外線性能是通過(guò)無(wú)機(jī)紫外線屏蔽劑納米二氧化鈦或納米氧化鋅或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。使用本發(fā)明可根據(jù)用戶要求任意設(shè)定抗紫外線的強(qiáng)度。本發(fā)明之抗紫外線的聚乙烯醇水果套袋膜，由于該薄膜具有聚乙烯醇、生物降解性、抗紫外線性、透氣性高，遇水不會(huì)軟化等優(yōu)點(diǎn)，特別適于制作水果塑膜套袋，也適合于制作汽車的玻璃等。
文檔編號(hào)A01G13/02GK102504454SQ20111034427
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者李慧敏, 郝喜海 申請(qǐng)人:郝喜海